1.1.4. Магніторезистивний ефект

Магніторезистивний ефект (магнітоопір) – зміна електричного опору матеріалу в  магнітному полі. Вперше ефект був виявлений у 1856 році Вільямом Томсоном. Даний ефект виникає внаслідок викривлення шляху носіїв заряду в магнітному полі і відхиленням напрямку їх руху від напрямку поздовжнього електричного поля. В зразку скінчених розмірів електрична сила, яку створює електричне поле Холла, надає компенсуючу дію на силу Лоренца, в результаті чого магніторезистивний ефект виражений гірше. Чим менше відношення довжини зразка до його ширини (це пов'язано із шунтуючою дією струмових контактів на це поле), тим менша компенсуюча дія поля Холла.

Відносний магнітоопір, обумовлений викривленням шляху носіїв заряду в магнітному полі, при :

(14)

Для зразка скінченних розмірів відносний магнітний опір вимірюють при

(15)

На відміну від (14) магнітоопір, який визначений в (15), називають геометричним магнітоопором.

В обох випадках для напівпровідника з одним типом носіїв заряду магнітоопір в області слабких магнітних полів пропорційним значенням Ці величини виражаються через коефіцієнти , які, в свою чергу, залежать від механізму розсіювання носіїв заряду.

Для електронного напівпровідника:

(16)

(17)

де

(18)

(19)

В області сильних магнітних полів геометричний магнітоопір зберігає квадратичну залежність від , тоді як магнітоопір (14) насичується до значення, яке не залежить від рухливості носіїв заряду. Для напівпровідників з великим значенням рухомості носіїв заряду вже при невеликих значеннях магнітної індукції реалізується умова сильного магнітного поля, тому для таких напівпровідників метод геометричного магнітоопору як метод визначення характеристик матеріалу, кращий.

Розділ 2. Оригінальна частина

2.1 Автоматизація методів вимірювання

Процес вимірювання провідності,ефекту Холла і магніторезистивного ефекту методом постійних полів пов'язаний багаторазовими перемиканнями напрямків полів і відповідною комутацією вимірювальних процесів (особливо в методах Ван дер Пау), установкою й регулюванням полів, а також процесів, що управляють температурою. Тому з розвитком вимірювальних схем робилися спроби автоматизувати процес вимірювань.

Спочатку вводилися програмні комутаційні пристрої, потім – програмні регулятори температури на основі резистивних деталей, керованих програмним комутаційним пристроєм або самописцем, на стрічці якого записаний хід температури, і т. д. Однак якісно новий стрибок рівня автоматизації прийшов із появою комп'ютерів. Стало можливим керувати практично всіма процесами вимірювання за гнучкою програмою в діалоговому режимі, зокрема температурою зразка за заданим в програмі значенням і заданим законом регулювання, причому закону, адаптованому до контрастних температурних умов без стороннього терморегулятора. Використання цифрової техніки (наприклад, цифрових вольтметрів) полегшило умови погодження приладів з комп'ютерами. Комп'ютерна автоматизація не тільки спрощує і прискорює процес вимірювань, а й підвищує точність і відтворюваність результатів вимірювань.